Thermal transport in nanoporous holey silicon membranes investigated with optically induced transient thermal gratings
Duncan, Ryan A. (Massachusetts Institute of Technology. Department of Chemistry)
Romano, Giuseppe (Massachusetts Institute of Technology. Department of Mechanical Engineering)
Sledzinska, Marianna (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Maznev, Alexei A. (Massachusetts Institute of Technology. Department of Chemistry)
Péraud, Jean-Philippe M. (Lawrence Berkeley National Laboratory. Computational Research Division)
Hellman, Olle (California Institute of Technology. Department of Applied Physics and Materials Science)
Sotomayor Torres, Clivia M. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Nelson, Keith A. (Massachusetts Institute of Technology. Department of Chemistry)

Data:	2020
Resum:	In this study, we use transient thermal gratings-a non-contact, laser-based thermal metrology technique with intrinsically high accuracy-to investigate room-temperature phonon-mediated thermal transport in two nanoporous holey silicon membranes with limiting dimensions of 120 nm and 250 nm, respectively. We compare the experimental results with ab initio calculations of phonon-mediated thermal transport according to the phonon Boltzmann transport equation (BTE) using two different computational techniques. We find that the calculations conducted within the Casimir framework, i. e. , based on the BTE with the bulk phonon dispersion and diffuse scattering from surfaces, are in quantitative agreement with the experimental data and thus conclude that this framework is adequate for describing phonon-mediated thermal transport in silicon nanostructures with feature sizes of the order of 100 nm.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación SEV-2017-0706 Agencia Estatal de Investigación PGC2018-101743-B-I00 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-806
Nota:	Altres ajuts: ICN2 is supported by the CERCA Programme/Generalitat de Catalunya.
Drets:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Matèria:	Nonequilibrium statistical mechanics ; Thermal conductivity ; Computational methods ; Ab-initio methods ; Phonons ; Nanomaterials ; Thermal transport ; Laser optics
Publicat a:	Journal of applied physics, Vol. 128, issue 23 (Dec. 2020) , art. 235106, ISSN 1089-7550

DOI: 10.1063/1.5141804

Postprint 21 p, 1.9 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats